離子型稀土發(fā)現(xiàn)、命名與提取工藝發(fā)明大解密
2007年08月06日 0:0 9907次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)有色網(wǎng) 分類： 新技術(shù)
稀土是稀土族元素的簡(jiǎn)稱，人們往往將17種元素劃歸于稀土大家族。我國(guó)是稀土資源最豐富的國(guó)家，儲(chǔ)量和產(chǎn)量均居世界首位。離子型稀土是我國(guó)特有的一種新型的稀土礦產(chǎn)資源。以其配分齊全、高附加值元素含量高、放射性比度低、高科技應(yīng)用元素多、綜合利用價(jià)值大"五大"突出優(yōu)點(diǎn)，異軍崛起，獨(dú)占鰲頭，并從某種意義上改變、促進(jìn)和加速了世界高科技的進(jìn)程。離子型稀土第二代提取工藝--"原地浸礦工藝"，于1996年榮獲"八五"國(guó)家科技攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)，是國(guó)家"八五"科技攻關(guān)中"十大世界領(lǐng)先技術(shù)成果"之一，1997年榮獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。該項(xiàng)研究成果1996年被中央電視臺(tái)在新聞聯(lián)播節(jié)目中予以報(bào)道，這是我國(guó)特有的離子型稀土自1970年發(fā)現(xiàn)、命名和二代提取工藝發(fā)明以來(lái)，在經(jīng)歷25年保密管理之后，首次向國(guó)內(nèi)外的正式公開"亮相"。
離子型稀土的技術(shù)是我國(guó)完全擁有的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。贛州有色冶金研究所是我國(guó)離子吸附型稀土礦的發(fā)現(xiàn)、命名和二代稀土提取工藝科技成果的主要享有單位。時(shí)任贛州有色冶金研究所分管科研副所長(zhǎng)、后任所長(zhǎng)的丁嘉榆同志，作為離子型稀土礦第二代提取工藝的發(fā)明及應(yīng)用的主要參與者、領(lǐng)導(dǎo)者，對(duì)這一事件的歷史發(fā)展進(jìn)程有著刻骨銘心的記憶。應(yīng)記者之約，丁嘉榆同志對(duì)這一歷史事件進(jìn)行了全面地、系統(tǒng)地回顧和總結(jié)。
讓我們沿著贛州有色冶金研究所等單位的科技工作者的足跡，去領(lǐng)略這些我國(guó)在離子型稀土資源開發(fā)利用、洗提工藝發(fā)明等方面具有里程碑式的重大事件吧！
一、離子型稀土礦的發(fā)現(xiàn)
時(shí)至1970年，在過(guò)去長(zhǎng)達(dá)175年的稀土礦產(chǎn)資源開發(fā)利用史中，人們發(fā)現(xiàn)自然界中含稀土元素及其化合物的礦物多達(dá) 200 種。但真正實(shí)際有工業(yè)利用價(jià)值的稀土礦物原料卻為數(shù)不多，數(shù)量約十種左右。主要有獨(dú)居石、鈰硅石、氟碳鈰礦、硅鈹釔礦、磷釔礦、褐簾石、鈮釔礦、黑稀金礦。但這些礦物中卻大部份含有一定數(shù)量的鈾或釷，而且稀土礦物均以固態(tài)、礦物相礦物性態(tài)存在，它們往往是與放射性元素共生或伴生 。
20世紀(jì)后期，隨著世界范圍內(nèi)高科技及其工業(yè)化進(jìn)程突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是自20世紀(jì)80年代以來(lái)，全球范圍內(nèi)對(duì)中、重稀土元素的使用量激增，其中又特別是對(duì)釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、釔等稀土元素的需求量劇烈地增長(zhǎng)。鑒于下述原因：一是在傳統(tǒng)的稀土礦產(chǎn)資源中，上述大多數(shù)稀土元素的含量有限，獲取稀土精礦較為困難；二是由于生產(chǎn)工藝的繁鎖，流程很長(zhǎng)，成本較高，價(jià)格昂貴，若得工業(yè)化應(yīng)用，難度很大，產(chǎn)量也難以滿足要求；三是根據(jù)傳統(tǒng)稀土礦床資源賦存的特點(diǎn)，若希望在某一礦山，同時(shí)獲得上述目標(biāo)的元素，難能湊效，必然要開采多個(gè)、多種不同配分的稀土礦山，才有可能同時(shí)滿足上述需求。顯而易見(jiàn)，僅僅依靠對(duì)傳統(tǒng)稀土資源的開發(fā)，勢(shì)必難于滿足現(xiàn)代高科技高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，對(duì)有關(guān)稀土元素的需求。因此，這種局勢(shì)必然導(dǎo)致人們對(duì)稀土新資源的追求和探索，期望著能夠獲得高科技所需稀土資源的可靠保障。
其實(shí)早在20世紀(jì)60年代，我國(guó)就從戰(zhàn)略的高度，認(rèn)識(shí)到中、重稀土，尤其是重稀土資源在國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要作用。20世紀(jì)60年代中葉，原冶金工業(yè)部根據(jù)國(guó)家軍工計(jì)劃任務(wù)的安排，組織了南方重稀土資源科研大會(huì)戰(zhàn)。旨在針對(duì)南方某礦圍巖中，通過(guò)科技攻關(guān)，獲得代號(hào)為"6號(hào)產(chǎn)品"的重稀土產(chǎn)品。經(jīng)參戰(zhàn)單位的協(xié)同攻關(guān)，已打通工藝流程，并拿出"6號(hào)產(chǎn)品"樣品。但成本很高，工業(yè)化實(shí)施存在困難。然而接踵而至的"文革"，會(huì)戰(zhàn)只好暫時(shí)中斷。
"701礦區(qū)"特殊的稀土礦物，揭開南方"離子型"重稀土的"露頭"
1969年底、1970年初，原江西省地質(zhì)局908隊(duì)根據(jù)群眾報(bào)礦的線索，在江西省龍南縣一個(gè)以后命名為"701礦區(qū)"的礦化區(qū)域內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了一種特殊的"不成礦"的稀土礦物。于此，908隊(duì)在701礦區(qū)開始做普查工作時(shí)，盡管發(fā)現(xiàn)此區(qū)域含有一定品位的稀土，但因礦物相稀土礦物僅有8.4克/噸，導(dǎo)致評(píng)價(jià)工作無(wú)法深入下去，幾乎將其判為沒(méi)有工業(yè)利用價(jià)值。于是，1970年10月，908隊(duì)將此礦樣委托給贛州有色冶金研究所（原江西有色冶金研究所）進(jìn)行研究。
始于1970年10月的新類型稀土資源的科技攻關(guān)，開始逐步揭開"離子吸附型稀土礦"的序幕。
該所以楊悅、雷捷、陳啟仁等同志為代表、908隊(duì)以胡淙聲同志為代表的多學(xué)科、多專業(yè)科技人員，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，在幾經(jīng)周折，使用傳統(tǒng)試驗(yàn)研究方法均遭失敗的情況下，依然不懼艱難，百折不撓，堅(jiān)持探索，努力攻關(guān)。經(jīng)過(guò)艱苦的工作，拋棄了以往研究花崗巖風(fēng)化殼稀土礦床的傳統(tǒng)做法，創(chuàng)造性地采用稀土可溶性分析和礦漿樹脂吸附等多種綜合技術(shù)手段，精誠(chéng)所至，金石為開，終于逐步地揭開了這種"不成礦"的"離子吸附型稀土礦"的奧秘。
"八大研究發(fā)現(xiàn)"，揭示其內(nèi)在奧秘
首先，在利用多種傳統(tǒng)的選礦方法，不能有效地富集稀土礦物的過(guò)程中，存在著一種奇怪的現(xiàn)象，即入選物料與選出物料金屬不平衡，選礦過(guò)程中出現(xiàn)金屬流失的現(xiàn)象。那么，它流往何處？怎么流的？第二，繼之，跟蹤追擊，發(fā)現(xiàn)這種奇怪的稀土礦物，它不是以傳統(tǒng)的"礦物相"礦物而存在的"礦物"，而是以一種"不成礦"的、非常特殊的性態(tài)存在，即以一種新型的"離子相"礦物性態(tài)存在。亦即稀土礦物中的稀土，絕大部份以陽(yáng)離子狀態(tài)存在，而被吸附在某些礦物載體上，例如，主要被吸附在高嶺石、白云母等鋁硅酸鹽礦物或氟碳酸鹽礦物上。第三，進(jìn)而，科技人員依據(jù)這些特征，將這種新型的"不成礦"的稀土礦物，命名為"離子吸附型稀土礦物"。亦即，"離子吸附型稀土礦物"是以"離子相"礦物性態(tài)存在，被吸附于"載體"礦物表面上的稀土礦物；而由這種"離子吸附型稀土礦物"構(gòu)成的礦體，則命名為"離子吸附型稀土礦"。第四，深入的試驗(yàn)工作發(fā)現(xiàn)，只要以某種電解質(zhì)溶液作為"洗提劑"或"浸礦劑"，對(duì)含離子相稀土礦物進(jìn)行"滲濾洗提"或"淋洗"，則溶液中的化學(xué)性質(zhì)更為活潑的離子，將同被吸附在高嶺石等載體礦物表面的"離子相"稀土發(fā)生交換，形成新狀態(tài)的稀土，而進(jìn)入到溶液之中，由此獲得"含稀土母液"。第五，若對(duì)含稀土母液，或直接施加"沉淀劑"，沉淀后可獲得混合稀土，經(jīng)灼燒后，又可獲得純度較高的混合氧化稀土（一般TREO≥92%）；或經(jīng)萃取粗分組，得分組富集稀土，經(jīng)沉淀、灼燒后，得分組氧化稀土。第六，科技人員依據(jù)以上科學(xué)發(fā)現(xiàn)，深入研究后，發(fā)明出這種新型稀土礦的稀土提取工藝，即為"江西稀土洗提工藝"。第七，隨著"離子相"稀土礦物的發(fā)現(xiàn)，新類型"離子吸附型稀土礦"的命名，和這種稀土礦物中稀土的提取工藝的發(fā)明，而將這種新類型的稀土礦床相應(yīng)命名為"離子吸附型稀土礦床"；之后經(jīng)進(jìn)一步的地質(zhì)工作，又將其稱之為"風(fēng)化殼淋積型稀土礦床"。從而，在世界上首次確定，以"離子相"礦物性態(tài)賦存的新類型"離子吸附型稀土礦"礦床類型，具備工業(yè)利用價(jià)值，它不僅可供工業(yè)開發(fā)，而且比傳統(tǒng)稀土礦床類型，具有更高的工業(yè)利用價(jià)值。第八，上述研究成果，為這種新類型的稀土資源的勘探和評(píng)價(jià)，提供了可靠的依據(jù)。
根據(jù)上述一系列的科研成果，908隊(duì)的后續(xù)工作，使701礦區(qū)很快地被確定為世界上最大型的高釔型離子型重稀土礦床，礦化面積達(dá)幾十平方公里，稀土配分中Y2O3含量高達(dá)64.97% ，實(shí)屬世界罕見(jiàn)。至此，20世紀(jì)60年代稀土軍工科技會(huì)戰(zhàn)的目標(biāo)得以全面實(shí)現(xiàn)。隨著時(shí)間的流逝，至今，世界上還未發(fā)現(xiàn)比它更好的重稀土礦床。
之后，又陸續(xù)在江西尋烏、廣東平遠(yuǎn)發(fā)現(xiàn)大型低釔富銪型"離子型"輕稀土礦床，在江西信豐發(fā)現(xiàn)中釔富銪型"離子型"稀土礦床。然后又在贛、粵、閩、湘、桂、滇、淅等南方諸省（區(qū)）先后發(fā)現(xiàn)大量的"離子型"稀土礦。
列為國(guó)家保護(hù)性開采礦種
鑒于我國(guó)特有的離子吸附型稀土礦，在工業(yè)與高科技發(fā)展中的特殊地位和作用，1991年國(guó)家將其列為實(shí)行保護(hù)性開采特定礦種礦產(chǎn)資源之一，國(guó)家對(duì)其實(shí)施保護(hù)性開采。規(guī)定禁止與外商合作、合資及外商獨(dú)資開采離子型稀土礦產(chǎn)；禁止個(gè)體（含聯(lián)戶）開采離子型稀土礦產(chǎn)；礦山產(chǎn)品開采總量實(shí)行指標(biāo)控制。
第一代提取工藝--"池浸工藝"榮獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)
1984年4月，有關(guān)單位在系統(tǒng)綜合十多年來(lái)圍繞新類型離子型稀土的發(fā)現(xiàn)、命名和第一代提取工藝（池浸工藝）發(fā)明等有關(guān)科技成果后，向國(guó)家呈報(bào)發(fā)明申報(bào)書 。隨后，根據(jù)上級(jí)要求，又將發(fā)明申報(bào)材料改為"離子吸附型稀土礦的發(fā)現(xiàn)及其洗提工藝"。1985年6月，國(guó)家向贛州有色冶金研究所、江西地質(zhì)局908隊(duì)、江西大學(xué)正式授予"江西稀土洗提工藝"國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。
至此，由于我國(guó)對(duì)"離子吸附型稀土礦"一系列的科技攻關(guān)和地質(zhì)勘探、評(píng)價(jià)工作的結(jié)果，使我國(guó)擁有了至今世界上仍然獨(dú)有的新型稀土資源礦種，尤其是擁有了大量的中、重稀土資源，足以與世界上任何國(guó)家相抗衡。因此，中國(guó)的新類型離子型稀土徹底地改寫了世界稀土礦產(chǎn)資源的歷史。
二、解開第一代提取工藝（池浸工藝）密碼
離子型稀土第一代提取工藝，可簡(jiǎn)述為"異地提取工藝"，或歸結(jié)為"池浸工藝"。其主要工藝過(guò)程為：表土剝離→開挖含礦山體、搬運(yùn)礦石→浸礦池→將按一定比例（濃度要求）配置的電解質(zhì)溶液作為"洗提劑"或"浸礦劑"，加入浸礦池，溶液對(duì)池中含"離子相"稀土礦石進(jìn)行"滲濾洗提"或"淋洗" →溶液中活潑離子與稀土離子交換，"離子相"稀土從含礦載體礦物中交換出來(lái)，成為新狀態(tài)稀土；加入"頂水"，獲含稀土母液；母液經(jīng)管道或輸液溝流入集液池或母液池，然后進(jìn)入沉淀池；浸礦后廢渣從浸礦池中清出，異地排放→在沉淀池中加入沉淀劑、除雜劑，使稀土母液中稀土除雜、沉淀，獲混合稀土；池中上清液經(jīng)處理后，返回浸礦池，作"洗提劑"循環(huán)使用→混合稀土經(jīng)灼燒，獲純度≥92%的混合稀土氧化物。由上可見(jiàn)，本工藝過(guò)程中的技術(shù)關(guān)鍵詞是："表土剝離"、"開挖含礦山體"、"礦石搬運(yùn)"、"浸礦池"、"洗提劑"、"異地滲濾洗提"、"離子交換"、"含稀土母液"、"尾砂異地排放"、"母液池"、"沉淀池"、"沉淀劑、除雜劑"、"沉淀、除雜"、"混合稀土"、"上清液返回"、"灼燒"、"REO≥92%混合稀土氧化物"。
"池浸工藝"與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比較，其第一、二、三道工序過(guò)程相似于礦產(chǎn)資源開采中傳統(tǒng)的采礦專業(yè)的各作業(yè)工序；第三、四、五道工序過(guò)程相似于傳統(tǒng)選礦專業(yè)和濕法冶金專業(yè)相結(jié)合的各作業(yè)工序；自第五道工序過(guò)程以后的各工序，屬于傳統(tǒng)濕法冶金專業(yè)的各作業(yè)工序。其中，第三道工序中的"浸礦池"，起著聯(lián)系傳統(tǒng)采礦、選礦專業(yè)作業(yè)的作用，類似于礦山選廠的"原礦侖"；而第五道工序中的"沉淀池"，卻起著聯(lián)系傳統(tǒng)選礦、濕法冶金專業(yè)作業(yè)的作用，類似于濕法冶金企業(yè)的"原料侖"。
由此，相似于傳統(tǒng)選礦專業(yè)的主要選別過(guò)程，是在"浸礦池"中完成，而且作為本工藝的中間制品，在此獲得含稀土的母液；而屬于傳統(tǒng)濕法冶金專業(yè)的典型濕法冶金過(guò)程，則主要在"沉淀池"中進(jìn)行，并由此獲得"稀土精礦"的初級(jí)產(chǎn)品--"混合稀土"；再經(jīng)灼燒處理后即可獲得"稀土精礦"終級(jí)產(chǎn)品--REO≥92%的混合稀土氧化物。
進(jìn)而言之，上述作業(yè)過(guò)程中，先后在三個(gè)典型的作業(yè)過(guò)程中，分別獲得了"中間制品"、"初級(jí)產(chǎn)品"和"終級(jí)產(chǎn)品"。亦即，在"浸礦池"中，通過(guò)離子交換，制得含稀土的母液；在"沉淀池"中，通過(guò)沉淀，制得混合稀土；在"灼燒"中，制得混合稀土氧化物。因此，為了確保離子型稀土的產(chǎn)品質(zhì)量，主要應(yīng)從這三個(gè)關(guān)鍵性作業(yè)過(guò)程中把好技術(shù)關(guān)。
在此工藝中，所獲得的"稀土精礦"產(chǎn)品，已不再是傳統(tǒng)概念中的"稀土精礦"礦產(chǎn)品，而是純度相對(duì)較高的"混合稀土氧化物"產(chǎn)品。嚴(yán)格地說(shuō)，離子型稀土礦山獲得的終級(jí)產(chǎn)品，已不再?gòu)膶儆?quot;礦產(chǎn)品"，而是濕法冶金范疇的產(chǎn)品。顯然，其產(chǎn)品檔次，比傳統(tǒng)礦山開采的產(chǎn)品，已大大地提高了一步。
以上工藝流程結(jié)構(gòu)，是稀土礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中一種嶄新的工藝。它徹底打破了稀土資源開發(fā)的傳統(tǒng)工藝，而將多種專業(yè)和工藝集于一體，在礦山就直接制得純度較高的混合稀土氧化物產(chǎn)品。應(yīng)用這種生產(chǎn)工藝，而生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，是此前稀土生產(chǎn)工藝難以達(dá)到的?？梢?jiàn)，以這種產(chǎn)品作為原料，對(duì)于稀土冶煉的進(jìn)一步深加工是十分有利的。
然而，世間任何事物往往都具有"兩重性"。離子型稀土擁有非常突出的優(yōu)勢(shì)的一面，同時(shí)又由于它的賦存特征和工藝特征，而決定了它不令人滿意的另一面。伴隨著"池浸工藝"工業(yè)化生產(chǎn)后，導(dǎo)致出現(xiàn)一些非常尖銳和突出的問(wèn)題：一是對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞大。由于離子型稀土廣泛賦存于地表淺層，展布面積大，再加上"池浸工藝"本身要求，該生產(chǎn)工藝實(shí)際上是一個(gè)"搬山運(yùn)動(dòng)"。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)一噸混合稀土氧化物，約需消耗1,201-2,001噸礦石，同時(shí)還將伴隨產(chǎn)生尾砂1,200-2,000噸，砂化面積約1畝。二是資源利用率低，資源浪費(fèi)大。為便于礦石的采、運(yùn)以及尾砂的排放，降低成本，節(jié)省投資，許多礦山的"浸礦池"建在山坡礦體的中下部，"浸礦池"以下的含礦礦體，被所建生產(chǎn)系統(tǒng)"壓礦"，尤其是如若被尾砂覆蓋后，則更難于開采。據(jù)資料，該工藝表內(nèi)資源利用率一般不達(dá)50%，低者僅25-30%左右。
面對(duì)以上存在的突出問(wèn)題，科技工作者在思索：如何既做到合理開發(fā)利用資源，又可維護(hù)生態(tài)環(huán)境，防止和避免大范圍的荒漠化，真正走出一條可持續(xù)發(fā)展之道路？或者說(shuō)，能否做到既安全有效地開采出稀土，又能避免大規(guī)模的"搬山運(yùn)動(dòng)"？于是，研究開發(fā)新的工藝代替舊的工藝，已刻不容緩。
三、解開第二代提取工藝（原地浸礦工藝）密碼
正是在上述背景下，離子型稀土資源的開發(fā)，通過(guò)長(zhǎng)期艱苦的努力，迎來(lái)了新一代的提取工藝--第二代提取工藝（原地浸礦工藝）。它像時(shí)代的寵兒，在嗷嗷哺叫中應(yīng)運(yùn)而生；它更是希望之光，在探索和追求中，不斷地完善和茁壯成長(zhǎng)。原地浸礦工藝以其獨(dú)特、鮮明的工藝特征，宣告于世人：第一代"池浸工藝"所存在的關(guān)健性缺陷，在新一代工藝中得以徹底地克服；離子型稀土資源的開發(fā)，進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)期。作為新一代工藝的主要發(fā)明單位--贛州有色冶金研究所的廣大科技人員，長(zhǎng)期以來(lái)，為此做出了不懈的努力，走過(guò)了一段既充滿荊棘、坎坷不平之道路，但又展示無(wú)限希望的艱難歷程：
"五五"計(jì)劃期間，時(shí)值20世紀(jì)70年代，贛州有色冶金研究所科技人員曾在離子礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)做過(guò)"嘗試性"的"原地浸礦"早期探索工作，但未獲有益結(jié)果。
"六五"期間，1983年，該所采礦研究室原主任張湘中高工，建議開展"原地浸礦工藝"研究，以解決"池浸工藝"中存在的突出問(wèn)題。
"六五"后期，1985年，該所在本單位所控項(xiàng)目計(jì)劃中立項(xiàng)，開展"原地浸礦探索試驗(yàn)研究"。以該所鄒圖義高工為首的試驗(yàn)組，在該所贛縣大埠稀土礦點(diǎn)，進(jìn)行了歷史上有真正意義的第一次有組織的"離子型稀土礦原地浸礦探索試驗(yàn)"。在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，人工切出一個(gè)直徑約4-5米的園柱形原生礦體，在園柱形原生礦體內(nèi)鉆鑿了5個(gè)注液孔，在柱體周圍的人工切槽中進(jìn)行收液。結(jié)果表明，原地浸礦技術(shù)方向設(shè)想的可能性存在，原地注液、原地浸出、原地收液的技術(shù)思路可以走通。試驗(yàn)表明，以原地浸礦方式進(jìn)行離子型稀土礦山的生產(chǎn)，可以獲得稀土，但當(dāng)時(shí)試驗(yàn)所獲數(shù)據(jù)不理想。
20世紀(jì)80年代中葉，該所采礦專業(yè)老前輩、采礦研究室主任工程師李伯仙 教授級(jí)高工，向江西省政協(xié)提出議案，為解決"池浸工藝"存在的問(wèn)題，建議有關(guān)部門立項(xiàng)，開展"原地浸礦新工藝"研究。該提案后被轉(zhuǎn)至省科技主管部門專門研究。
"七五"計(jì)劃期間，時(shí)于1986年，原江西省科委和原中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司，分別向該所下達(dá)"不搬山、無(wú)排尾、對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞輕微和污染小"的《離子型稀土礦就地浸取工藝探索試驗(yàn)》研究任務(wù)，該項(xiàng)研究課題被分別列入省、部級(jí)"七五"重點(diǎn)科技攻關(guān)任務(wù)。
任務(wù)舉步維艱，萬(wàn)事開頭難。希冀好的結(jié)果，須有好的技術(shù)方案作后盾。為此，科技人員努力探索各種技術(shù)方案。在經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料，比較和篩選各種技術(shù)措施，認(rèn)真做好前期技術(shù)方案準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，1986年6月6日，該所學(xué)術(shù)委員會(huì)正式地討論、審查了"離子型稀土礦就地浸礦工藝探索試驗(yàn)技術(shù)方案"。局限于當(dāng)時(shí)人們的知識(shí)與認(rèn)識(shí)，會(huì)議重點(diǎn)討論、審查了以下二個(gè)基本方案：一是噴頭布液（常壓）或鉆孔壓力法注液；孔導(dǎo)流，坑道自流或負(fù)壓集液回收。二是鉆孔壓力注液或噴頭常壓布液；旋噴（定噴）注漿封底堵漏；地面集液溝回收母液。
綜合比較兩大技術(shù)方案優(yōu)缺點(diǎn)后，產(chǎn)生出派生方案： 鉆孔壓力注液，坑道自流或負(fù)壓集液； 噴頭布液（常壓）或鉆孔壓力注液，鉆孔負(fù)壓收液。
以該所呂廣文高工為首的試驗(yàn)組，首次進(jìn)行了離子型稀土礦原地浸礦的一系列實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)。先后模擬了負(fù)壓和非負(fù)壓條件下的礦石滲透速度、浸出液回收狀況、浸出液中稀土濃度變化情況、負(fù)壓影響區(qū)域等，從中獲得一系列有益于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，模索了一批基本規(guī)律 。在此基礎(chǔ)上，于1986年下半年開始，在該所中試基地-龍南聯(lián)合試驗(yàn)廠，先后開展了二個(gè)幾百噸級(jí)礦塊的"就地浸礦工藝探索試驗(yàn)"。
1989年3月，有史以來(lái)第一份正規(guī)的離子型稀土原地浸礦試驗(yàn)研究報(bào)告--"離子型稀土礦就地浸取工藝探索試驗(yàn)報(bào)告"正式誕生。
該研究課題于1989年5月通過(guò)專家評(píng)議，給予高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為"本工藝具有不搬山、無(wú)排尾、對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞輕微和污染小等特點(diǎn)，具有重大的社會(huì)效益，為我國(guó)南方離子型稀土礦開采開辟了新的途徑"、"構(gòu)思新穎，具有獨(dú)創(chuàng)性，系國(guó)內(nèi)外首次進(jìn)行的離子型稀土礦原地浸取探索性試驗(yàn)"，建議上級(jí)"盡快組織工業(yè)試驗(yàn)" 。
期間，離子型稀土礦第二代提取工藝--"原地浸礦工藝"的原則工藝流程取得突破。尤其是作為該發(fā)明工藝的主體技術(shù)："以常壓和高壓注液"（溝槽常壓"自然滲浸"和壓力鉆孔"加壓滲浸"），和由邵億生教授級(jí)高工為主提出的"以負(fù)壓封底作為隔離層，同時(shí)以負(fù)壓孔兼作收液孔"（亦即"負(fù)壓封底"、"負(fù)壓收液"）的主體工藝技術(shù)基本形成，完成了突破性的探索工作。該工藝技術(shù)于1996年9月，獲得國(guó)家發(fā)明專利。
在上述探索試驗(yàn)取得重大進(jìn)展的基礎(chǔ)上，"八五"期間，1991年7月，原國(guó)家計(jì)委下達(dá)"八五"國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)任務(wù)，由贛州有色冶金研究所和長(zhǎng)沙礦冶研究院、長(zhǎng)沙礦山研究院共同承擔(dān)《離子型稀土礦原地浸礦新工藝研究》任務(wù)，由江西省計(jì)劃委員會(huì)組織實(shí)施。攻關(guān)要求：（1）礦石開采品位下降至平均工業(yè)品位以下；（2）稀土浸取率達(dá)70%；（3）成本低于或相當(dāng)于池浸成本。
以該所唐宗和教授級(jí)高工為首的科技攻關(guān)組，刻苦攻關(guān)，努力攀登，進(jìn)一步深化實(shí)驗(yàn)室研究，在室內(nèi)柱浸條件下，模索現(xiàn)場(chǎng)滲浸條件及其規(guī)律，并開展?jié)B透機(jī)理和計(jì)算機(jī)模擬研究。在此基礎(chǔ)上，于1993年4月至11月，在江西龍南縣稀土礦（高釔型稀土礦、裸腳式類型）,開展了第一個(gè)萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模離子型稀土礦原地浸礦工業(yè)試驗(yàn)，旗開得勝，首戰(zhàn)告捷：工業(yè)母液回收率83.5%，稀土浸出率92.26%，稀土浸取回收率76.95%，每噸混合稀土氧化物成本比"池浸工藝"下降1200元。接著,又于1994年4月至1995年元月,在江西尋烏縣稀土礦(低釔富銪型稀土礦、全復(fù)式類型),第二個(gè)萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模工業(yè)試驗(yàn)再獲成功：工業(yè)母液回收率81.5%,稀土浸出率88.30%,稀土浸取回收率71.33%,成本比"池浸工藝"略低。兩個(gè)萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模工業(yè)試驗(yàn)礦塊，各項(xiàng)指標(biāo)全面超過(guò)或達(dá)到攻關(guān)要求。
期間，在"七五"探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將原地浸礦工藝進(jìn)一步全面深化、系統(tǒng)化和初步工業(yè)化，形成一整套技術(shù)路線。并對(duì)"七五"探索試驗(yàn)的技術(shù)路線與技術(shù)方案作出如下重大改進(jìn)：
將"溝槽注液"和"鉆孔注液"演變成網(wǎng)井布液將"常壓注液"和"壓力注液"演變成"靜壓滲浸"；將"堅(jiān)硬底板松動(dòng)爆破"、"負(fù)壓封底"演變成"負(fù)壓封底"；將"人工負(fù)壓收液"演變成"人工負(fù)壓收液"和"利用礦體自然條件自流收液（以堅(jiān)硬底板作為隔水層）"相結(jié)合的"綜合收液"。從而，基本確立了網(wǎng)井布液靜壓滲浸、負(fù)壓封底、綜合收液"為核心內(nèi)容的離子型稀土礦原地浸礦工藝基本技術(shù)路線 。
須予指出，該課題中以鄧佐民和李先柏同志為主的科技人員，分別完成的《滲透機(jī)理研究》和《離子型稀土礦原地浸礦計(jì)算機(jī)模型研究》，從理論上深入探討了原地浸礦的機(jī)理，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，模擬了現(xiàn)場(chǎng)原地浸礦的有關(guān)技術(shù)參數(shù)和浸礦過(guò)程，從而將整個(gè)課題的理論水平和研究深度大大地提高了一步。以上新的技術(shù)改進(jìn)與突破，使整套工藝的技術(shù)含量得以大幅度地提高。
1996年1月，該課題在北京順利通過(guò)國(guó)家鑒定和驗(yàn)收。受原國(guó)家計(jì)委和原國(guó)家科委的委托，原江西省科委和原江西省計(jì)委分別組織鑒定委員會(huì)和驗(yàn)收委員會(huì)，對(duì)項(xiàng)目認(rèn)真地進(jìn)行了鑒定和驗(yàn)收。專家認(rèn)為："該工藝成熟可靠，可操作性強(qiáng)，為大面積推廣應(yīng)用提供了先進(jìn)技術(shù)"、"該工藝革除了池浸工藝剝、采、運(yùn)工序，不開挖山體，不破壞植被，無(wú)尾砂排放，對(duì)保護(hù)生態(tài)和環(huán)境具有重大意義"、"資源利用率比原工藝有了大幅度提高，達(dá)到70%以上，對(duì)保護(hù)資源具有重要意義"、"該工藝具有重大的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益"、"提出了原地浸礦工藝的地質(zhì)類型及相應(yīng)的原地浸礦技術(shù)方案"、"運(yùn)用滲透錐體理論實(shí)現(xiàn)了有效控制浸礦邊界"、"建立了原地浸礦工藝的計(jì)算機(jī)模型與軟件程序"、"為原地浸礦提供了理論依據(jù)"、"應(yīng)用不完整井滲流場(chǎng)理論，以網(wǎng)井布液靜壓滲浸、負(fù)壓封底、綜合收液為技術(shù)路線，解決了原地浸礦過(guò)程中布液和收液的技術(shù)關(guān)健"、"該成果具有國(guó)際領(lǐng)先水平"。
該課題的研究成功，標(biāo)志著我國(guó)在原地浸析采礦研究領(lǐng)域已跨入國(guó)際領(lǐng)先行列。
1996年11月12日，國(guó)家"八五"科技攻關(guān)表彰大會(huì)在人民大會(huì)堂隆重舉行。該項(xiàng)研究成果榮獲"八五"國(guó)家科技攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)，是國(guó)家"八五"科技攻關(guān)中"十大世界領(lǐng)先技術(shù)成果"之一。唐宗和教授級(jí)高工代表全體攻關(guān)單位和科技攻關(guān)人員，受到黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的接見(jiàn)。當(dāng)晚，中央電視臺(tái)在新聞聯(lián)播節(jié)目中，播出了該項(xiàng)研究成果。這是我國(guó)特有的離子型稀土礦，自1970年發(fā)現(xiàn)、命名和二代提取工藝發(fā)明以來(lái)，在經(jīng)歷25年保密管理之后，首次向國(guó)內(nèi)外的正式公開"亮相"。
1997年，《離子型稀土原地浸礦新工藝研究》又榮獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。至此，時(shí)隔十二年，離子型稀土的二代提取工藝--"池浸工藝"與"原地浸礦工藝"都先后分別獲得了國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)。
此后，在"九五"、"十五"期間，國(guó)家又先后下達(dá)一批科技攻關(guān)任務(wù)，以進(jìn)一步完善該工藝技術(shù)。后續(xù)的連續(xù)攻關(guān)，又先后取得一批重大的技術(shù)突破，例如以袁長(zhǎng)林、李建中教授級(jí)高工為首研究的密集導(dǎo)流孔收液技術(shù)、人造滲透隔離層技術(shù)、穩(wěn)壓注液裝置、高壓水力鉆孔裝置等等。
四、離子型稀土資源開發(fā)的二個(gè)"里程碑"
國(guó)家稀土領(lǐng)導(dǎo)小組專家組組長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士李東英教授，作為我國(guó)稀土發(fā)展歷史的見(jiàn)證人和參與我國(guó)稀土行業(yè)決策咨詢的主要專家，也與戰(zhàn)斗在第一線的廣大科技人員一樣，經(jīng)歷了離子型稀土資源開發(fā)的每一步發(fā)展過(guò)程。他將我國(guó)離子型稀土礦的發(fā)現(xiàn)，高度總結(jié)和概括為國(guó)內(nèi)外稀土發(fā)展歷史上 "具有里程碑意義的大事"；將離子型稀土的第一代提取工藝--"池浸工藝"，稱之為離子型稀土開發(fā)的"第一個(gè)里程碑"；而將離子型稀土的第二代提取工藝--"原地浸礦工藝"，稱贊為離子型稀土開發(fā)的"第二個(gè)里程碑"。
在經(jīng)歷幾個(gè)"五年計(jì)劃"和幾代人的艱苦努力后，特別是隨著1989年世界上首次離子型稀土礦原地浸礦探索試驗(yàn)的成功，1993年世界上首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)裸腳式離子型稀土礦--龍南類型高釔重稀土礦原地浸礦工業(yè)試驗(yàn)的首開成功，1995年世界上首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)全復(fù)式完全型離子型稀土礦--尋烏低釔富銪型輕稀土礦原地浸礦工業(yè)試驗(yàn)的繼開成功，1994年世界上第一個(gè)離子型稀土礦原地浸礦樣榜礦建成投產(chǎn)、取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益、1996年15.6萬(wàn)噸規(guī)模原地浸礦工藝擴(kuò)大的工業(yè)試驗(yàn)的成功，以及2001年3萬(wàn)噸級(jí)的"全復(fù)式稀土原地浸礦試驗(yàn)"的成功，直至2003年國(guó)家稀土產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目--尋烏河嶺2,000噸（REO）/年礦山原地浸礦和直接分離建設(shè)項(xiàng)目的開工建設(shè)，事實(shí)表明原地浸礦新工藝，已由試驗(yàn)研究進(jìn)入到大規(guī)模的工藝推廣應(yīng)用和新的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。與此同時(shí)，它還先后被列入國(guó)家重點(diǎn)科技成果推廣計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)環(huán)保推廣計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)計(jì)劃。這也充分表明離子型稀土資源開發(fā)的第二個(gè)里程碑--原地浸礦新工藝正造福于社會(huì)。迄今，該工藝已在南方諸省的許多離子礦得到推廣應(yīng)用。
二代不同的離子型稀土提取工藝，時(shí)空跨越六個(gè)五年計(jì)劃。那么，"原地浸礦工藝"的優(yōu)越性或競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)究竟體現(xiàn)在哪里？
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，兩個(gè)不同的提取工藝其共性在于：第一，工藝處理對(duì)象相同，都是針對(duì)離子型稀土礦；第二，稀土"滲浸"機(jī)制相同，都是通過(guò)浸礦液對(duì)礦石的"滲浸"，而將含礦礦物中的稀土離子交換出來(lái)；第三，所獲稀土母液的后處理工藝基本相同，都是通過(guò)對(duì)含稀土母液的除雜、沉淀、灼燒，最后制得混合稀土氧化物；第四、產(chǎn)品質(zhì)量基本相同，兩個(gè)不同的工藝都能獲得純度較高的產(chǎn)品。
但是，兩者之間的根本區(qū)別就在于：前者（池浸工藝）是對(duì)礦石實(shí)施"異地浸取"；后者（原地浸礦工藝）則是對(duì)礦體實(shí)施原位的"原地浸取"。"異地"與"原地"的"一字之差"，卻使其主體工藝差之毫厘，失之千里，有著天壤之別。并由此形成對(duì)生態(tài)環(huán)境影響、資源利用程度、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益之間的巨大反差。然而，欲從技術(shù)上徹底解決離子相稀土，在 "原地"的有效提取問(wèn)題，其難度可想而知，其歷程步履艱難。
與第一代工藝相比，原地浸礦工藝呈現(xiàn)出顯著的特點(diǎn)和優(yōu)越性：
第一，該技術(shù)集地質(zhì)、地下水動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、化學(xué)、采礦、選礦、濕法冶金、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、機(jī)械、自動(dòng)控制技術(shù)等科學(xué)技術(shù)于一體，在礦山能直接獲得質(zhì)量好的混合稀土氧化物產(chǎn)品，工藝簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、易于推廣。
第二，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響極小。該工藝不需開挖山體，不破壞地表植被，無(wú)工業(yè)固體廢渣排放，工業(yè)用水、余液進(jìn)入閉路循環(huán)。據(jù)資料，因各種工程的施工而造成對(duì)環(huán)境的輕微影響，只及第一代工藝的百分之幾。
第三，大幅度地提高資源利用率。原因有二：一是，不致于因?yàn)?quot;壓礦"，而對(duì)資源造成損失；二是，可將表外儲(chǔ)量和未計(jì)算之儲(chǔ)量一并浸出。一些礦區(qū)在采用原地浸礦工藝后，之所以出現(xiàn)稀土實(shí)際產(chǎn)量超出工業(yè)儲(chǔ)量的"異常"情況，究其根本原因，主要就是由于有效地回收了表外儲(chǔ)量或未計(jì)算儲(chǔ)量的礦量所致。據(jù)資料，第二代工藝資源利用率普遍達(dá)70%以上，高者已達(dá)78.9%，甚至更高，比第一代工藝提高20-45%。按已探明的離子型稀土儲(chǔ)量計(jì)，約可多回收27.3萬(wàn)噸稀土產(chǎn)品，折合人民幣109億元（按1995年不變價(jià)）。
第四，較大幅度地降低生產(chǎn)成本。據(jù)工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)，新工藝比老工藝單位成本可降低10-28%。據(jù)對(duì)某縣6個(gè)稀土礦三年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這6個(gè)礦以新工藝生產(chǎn)2000噸稀土，每噸混合稀土氧化物生產(chǎn)成本分別降低3,000-5,000元。
第五，大幅度地提高工藝技術(shù)水平，有利于組織規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。例如，應(yīng)用原地浸礦技術(shù)與理論，指導(dǎo)與規(guī)范礦山設(shè)計(jì)、施工與生產(chǎn)；應(yīng)用地下水滲流機(jī)理、地下滲流場(chǎng)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬分析，進(jìn)行網(wǎng)井布置設(shè)計(jì)、滲流場(chǎng)設(shè)計(jì)；進(jìn)行礦山設(shè)備配套與自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)施，等等。
第六，有利于國(guó)家對(duì)離子型稀土資源政策的宏觀決策和調(diào)控。國(guó)家可下決心徹底淘汰落后的第一代生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格第二代生產(chǎn)工藝的礦山準(zhǔn)入制度，嚴(yán)格產(chǎn)量分配（配額）制度，切實(shí)加強(qiáng)銷售渠道的管理，真正對(duì)保護(hù)性開采資源實(shí)行保護(hù)性開采。使寶貴的離子型稀土資源"細(xì)水長(zhǎng)流"，使之更有計(jì)劃地、長(zhǎng)久地、穩(wěn)定地為人類做出貢獻(xiàn)，發(fā)揮出其應(yīng)有的"價(jià)值"。
正是由于上述優(yōu)點(diǎn)，原地浸礦工藝問(wèn)世后，對(duì)于離子型稀土礦山的開采，保持了旺盛的生命力和強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
誠(chéng)然，盡管離子型稀土原地浸礦工藝，至今業(yè)已有效地解決了大多數(shù)離子型稀土礦的原地開采問(wèn)題。但是，對(duì)于少數(shù)復(fù)雜類型離子型稀土礦的原地開采，目前還存在一些問(wèn)題，其科技攻關(guān)工作仍在繼續(xù)進(jìn)行。我們深信，這些問(wèn)題定將在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)獲得解決。屆時(shí)，徹底淘汰落后工藝的產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，就有了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐保障體系。
采訪后記
丁嘉榆教授在采訪中多次提及，要記者提提那些為這一重大科技成果作出過(guò)突出貢獻(xiàn)的科技工作者。他說(shuō)："忘記就意謂著背叛"，"面對(duì)眾多的成績(jī)與榮譽(yù)，我們切不可忘記過(guò)去，不可忘記時(shí)間跨越七個(gè)五年計(jì)劃期間，幾代人的功績(jī)與付出；我們更不可忘記歷史，不能不尊重歷史，歷史是一步一個(gè)腳印走過(guò)來(lái)的。逝去的歲月，值得人們懷念和記憶。"
丁嘉榆教授對(duì)作出過(guò)重大貢獻(xiàn)的單位和科技工作者如數(shù)家珍，娓娓道來(lái)：
我們不能忘記：原國(guó)務(wù)院稀土辦、國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委、中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司、冶金工業(yè)部、江西省科委、計(jì)委、稀土辦、有色總公司南昌公司、江西省冶金工業(yè)廳等上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)專家，對(duì)離子型稀土資源的開發(fā)利用，尤其是原地浸礦工藝的研究，非常關(guān)心和重視，作出很大的努力。其中，國(guó)家稀土領(lǐng)導(dǎo)小組專家組組長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士李東英教授，原國(guó)家稀土領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室白潔主任、紅楓處長(zhǎng)，國(guó)家發(fā)改委稀土辦王彩風(fēng)處長(zhǎng)，原中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司科技局局長(zhǎng)、中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)鈕因健教授，國(guó)家稀土領(lǐng)導(dǎo)小組專家組專家劉余九教授、盧忠效教授、王國(guó)珍教授，原冶金工業(yè)部稀土辦主任劉愛(ài)生教授，原江西省稀土辦主任谷力軍，原江西省冶金工業(yè)廳孟慶江處長(zhǎng)，原江西省科委主任楊敦樸、高介福、張桂馨教授、萬(wàn)迪章處長(zhǎng)，原江西省計(jì)委付文儀付主任、羅時(shí)春處長(zhǎng)、何正剛付處長(zhǎng)、陳奮、王強(qiáng)同志，原中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司南昌公司雷元?jiǎng)滋庨L(zhǎng)、孟凡成副處長(zhǎng)，徐家驥、謝德珍、金中明同志等專家和同志，他們?yōu)槲覈?guó)離子型稀土資源的開發(fā)利用，尤其是為"原地浸礦工藝"的省、部級(jí)科技攻關(guān)，以至幾個(gè)五年計(jì)劃期間的國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)，從立項(xiàng)、試驗(yàn)研究、鑒定驗(yàn)收、工程化進(jìn)展、直至成果推廣應(yīng)用，都作出了很大的貢獻(xiàn)。
我們不能忘記：在第一線參與這一重大工程的包括贛州有色冶金研究所在內(nèi)的專家及科技工作者，其中有：楊悅、雷捷、陳啟仁、胡淙聲、崔國(guó)際、葉秀愛(ài)、賀倫燕、游宏亮、胡良樸、陳精一、鄒圖義、唐宗和、邵億生、呂廣文、冷和平、付華新、何維國(guó)、李先柏、肖可頌、鄧佐民、喻慶華、黎希明、顧慶和、李春、黃少炳、王迪贛、葉祥金、王孝君、湯洵忠、胡永和、廖正中、楊勇、楊偉彪、趙中波、邱光湖、袁長(zhǎng)林、李建中、李伯仙、張湘中、甘宗安、譚思明、李成全、武立群、袁源明等。
讓"原地浸礦工藝"科技之花，開放得更加鮮艷；讓離子型稀土為人類和社會(huì)進(jìn)步，做出更大貢獻(xiàn)！
來(lái)源：新華網(wǎng)
離子型稀土的技術(shù)是我國(guó)完全擁有的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。贛州有色冶金研究所是我國(guó)離子吸附型稀土礦的發(fā)現(xiàn)、命名和二代稀土提取工藝科技成果的主要享有單位。時(shí)任贛州有色冶金研究所分管科研副所長(zhǎng)、后任所長(zhǎng)的丁嘉榆同志，作為離子型稀土礦第二代提取工藝的發(fā)明及應(yīng)用的主要參與者、領(lǐng)導(dǎo)者，對(duì)這一事件的歷史發(fā)展進(jìn)程有著刻骨銘心的記憶。應(yīng)記者之約，丁嘉榆同志對(duì)這一歷史事件進(jìn)行了全面地、系統(tǒng)地回顧和總結(jié)。
讓我們沿著贛州有色冶金研究所等單位的科技工作者的足跡，去領(lǐng)略這些我國(guó)在離子型稀土資源開發(fā)利用、洗提工藝發(fā)明等方面具有里程碑式的重大事件吧！
一、離子型稀土礦的發(fā)現(xiàn)
時(shí)至1970年，在過(guò)去長(zhǎng)達(dá)175年的稀土礦產(chǎn)資源開發(fā)利用史中，人們發(fā)現(xiàn)自然界中含稀土元素及其化合物的礦物多達(dá) 200 種。但真正實(shí)際有工業(yè)利用價(jià)值的稀土礦物原料卻為數(shù)不多，數(shù)量約十種左右。主要有獨(dú)居石、鈰硅石、氟碳鈰礦、硅鈹釔礦、磷釔礦、褐簾石、鈮釔礦、黑稀金礦。但這些礦物中卻大部份含有一定數(shù)量的鈾或釷，而且稀土礦物均以固態(tài)、礦物相礦物性態(tài)存在，它們往往是與放射性元素共生或伴生 。
20世紀(jì)后期，隨著世界范圍內(nèi)高科技及其工業(yè)化進(jìn)程突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是自20世紀(jì)80年代以來(lái)，全球范圍內(nèi)對(duì)中、重稀土元素的使用量激增，其中又特別是對(duì)釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、釔等稀土元素的需求量劇烈地增長(zhǎng)。鑒于下述原因：一是在傳統(tǒng)的稀土礦產(chǎn)資源中，上述大多數(shù)稀土元素的含量有限，獲取稀土精礦較為困難；二是由于生產(chǎn)工藝的繁鎖，流程很長(zhǎng)，成本較高，價(jià)格昂貴，若得工業(yè)化應(yīng)用，難度很大，產(chǎn)量也難以滿足要求；三是根據(jù)傳統(tǒng)稀土礦床資源賦存的特點(diǎn)，若希望在某一礦山，同時(shí)獲得上述目標(biāo)的元素，難能湊效，必然要開采多個(gè)、多種不同配分的稀土礦山，才有可能同時(shí)滿足上述需求。顯而易見(jiàn)，僅僅依靠對(duì)傳統(tǒng)稀土資源的開發(fā)，勢(shì)必難于滿足現(xiàn)代高科技高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，對(duì)有關(guān)稀土元素的需求。因此，這種局勢(shì)必然導(dǎo)致人們對(duì)稀土新資源的追求和探索，期望著能夠獲得高科技所需稀土資源的可靠保障。
其實(shí)早在20世紀(jì)60年代，我國(guó)就從戰(zhàn)略的高度，認(rèn)識(shí)到中、重稀土，尤其是重稀土資源在國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要作用。20世紀(jì)60年代中葉，原冶金工業(yè)部根據(jù)國(guó)家軍工計(jì)劃任務(wù)的安排，組織了南方重稀土資源科研大會(huì)戰(zhàn)。旨在針對(duì)南方某礦圍巖中，通過(guò)科技攻關(guān)，獲得代號(hào)為"6號(hào)產(chǎn)品"的重稀土產(chǎn)品。經(jīng)參戰(zhàn)單位的協(xié)同攻關(guān)，已打通工藝流程，并拿出"6號(hào)產(chǎn)品"樣品。但成本很高，工業(yè)化實(shí)施存在困難。然而接踵而至的"文革"，會(huì)戰(zhàn)只好暫時(shí)中斷。
"701礦區(qū)"特殊的稀土礦物，揭開南方"離子型"重稀土的"露頭"
1969年底、1970年初，原江西省地質(zhì)局908隊(duì)根據(jù)群眾報(bào)礦的線索，在江西省龍南縣一個(gè)以后命名為"701礦區(qū)"的礦化區(qū)域內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了一種特殊的"不成礦"的稀土礦物。于此，908隊(duì)在701礦區(qū)開始做普查工作時(shí)，盡管發(fā)現(xiàn)此區(qū)域含有一定品位的稀土，但因礦物相稀土礦物僅有8.4克/噸，導(dǎo)致評(píng)價(jià)工作無(wú)法深入下去，幾乎將其判為沒(méi)有工業(yè)利用價(jià)值。于是，1970年10月，908隊(duì)將此礦樣委托給贛州有色冶金研究所（原江西有色冶金研究所）進(jìn)行研究。
始于1970年10月的新類型稀土資源的科技攻關(guān)，開始逐步揭開"離子吸附型稀土礦"的序幕。
該所以楊悅、雷捷、陳啟仁等同志為代表、908隊(duì)以胡淙聲同志為代表的多學(xué)科、多專業(yè)科技人員，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，在幾經(jīng)周折，使用傳統(tǒng)試驗(yàn)研究方法均遭失敗的情況下，依然不懼艱難，百折不撓，堅(jiān)持探索，努力攻關(guān)。經(jīng)過(guò)艱苦的工作，拋棄了以往研究花崗巖風(fēng)化殼稀土礦床的傳統(tǒng)做法，創(chuàng)造性地采用稀土可溶性分析和礦漿樹脂吸附等多種綜合技術(shù)手段，精誠(chéng)所至，金石為開，終于逐步地揭開了這種"不成礦"的"離子吸附型稀土礦"的奧秘。
"八大研究發(fā)現(xiàn)"，揭示其內(nèi)在奧秘
首先，在利用多種傳統(tǒng)的選礦方法，不能有效地富集稀土礦物的過(guò)程中，存在著一種奇怪的現(xiàn)象，即入選物料與選出物料金屬不平衡，選礦過(guò)程中出現(xiàn)金屬流失的現(xiàn)象。那么，它流往何處？怎么流的？第二，繼之，跟蹤追擊，發(fā)現(xiàn)這種奇怪的稀土礦物，它不是以傳統(tǒng)的"礦物相"礦物而存在的"礦物"，而是以一種"不成礦"的、非常特殊的性態(tài)存在，即以一種新型的"離子相"礦物性態(tài)存在。亦即稀土礦物中的稀土，絕大部份以陽(yáng)離子狀態(tài)存在，而被吸附在某些礦物載體上，例如，主要被吸附在高嶺石、白云母等鋁硅酸鹽礦物或氟碳酸鹽礦物上。第三，進(jìn)而，科技人員依據(jù)這些特征，將這種新型的"不成礦"的稀土礦物，命名為"離子吸附型稀土礦物"。亦即，"離子吸附型稀土礦物"是以"離子相"礦物性態(tài)存在，被吸附于"載體"礦物表面上的稀土礦物；而由這種"離子吸附型稀土礦物"構(gòu)成的礦體，則命名為"離子吸附型稀土礦"。第四，深入的試驗(yàn)工作發(fā)現(xiàn)，只要以某種電解質(zhì)溶液作為"洗提劑"或"浸礦劑"，對(duì)含離子相稀土礦物進(jìn)行"滲濾洗提"或"淋洗"，則溶液中的化學(xué)性質(zhì)更為活潑的離子，將同被吸附在高嶺石等載體礦物表面的"離子相"稀土發(fā)生交換，形成新狀態(tài)的稀土，而進(jìn)入到溶液之中，由此獲得"含稀土母液"。第五，若對(duì)含稀土母液，或直接施加"沉淀劑"，沉淀后可獲得混合稀土，經(jīng)灼燒后，又可獲得純度較高的混合氧化稀土（一般TREO≥92%）；或經(jīng)萃取粗分組，得分組富集稀土，經(jīng)沉淀、灼燒后，得分組氧化稀土。第六，科技人員依據(jù)以上科學(xué)發(fā)現(xiàn)，深入研究后，發(fā)明出這種新型稀土礦的稀土提取工藝，即為"江西稀土洗提工藝"。第七，隨著"離子相"稀土礦物的發(fā)現(xiàn)，新類型"離子吸附型稀土礦"的命名，和這種稀土礦物中稀土的提取工藝的發(fā)明，而將這種新類型的稀土礦床相應(yīng)命名為"離子吸附型稀土礦床"；之后經(jīng)進(jìn)一步的地質(zhì)工作，又將其稱之為"風(fēng)化殼淋積型稀土礦床"。從而，在世界上首次確定，以"離子相"礦物性態(tài)賦存的新類型"離子吸附型稀土礦"礦床類型，具備工業(yè)利用價(jià)值，它不僅可供工業(yè)開發(fā)，而且比傳統(tǒng)稀土礦床類型，具有更高的工業(yè)利用價(jià)值。第八，上述研究成果，為這種新類型的稀土資源的勘探和評(píng)價(jià)，提供了可靠的依據(jù)。
根據(jù)上述一系列的科研成果，908隊(duì)的后續(xù)工作，使701礦區(qū)很快地被確定為世界上最大型的高釔型離子型重稀土礦床，礦化面積達(dá)幾十平方公里，稀土配分中Y2O3含量高達(dá)64.97% ，實(shí)屬世界罕見(jiàn)。至此，20世紀(jì)60年代稀土軍工科技會(huì)戰(zhàn)的目標(biāo)得以全面實(shí)現(xiàn)。隨著時(shí)間的流逝，至今，世界上還未發(fā)現(xiàn)比它更好的重稀土礦床。
之后，又陸續(xù)在江西尋烏、廣東平遠(yuǎn)發(fā)現(xiàn)大型低釔富銪型"離子型"輕稀土礦床，在江西信豐發(fā)現(xiàn)中釔富銪型"離子型"稀土礦床。然后又在贛、粵、閩、湘、桂、滇、淅等南方諸省（區(qū)）先后發(fā)現(xiàn)大量的"離子型"稀土礦。
列為國(guó)家保護(hù)性開采礦種
鑒于我國(guó)特有的離子吸附型稀土礦，在工業(yè)與高科技發(fā)展中的特殊地位和作用，1991年國(guó)家將其列為實(shí)行保護(hù)性開采特定礦種礦產(chǎn)資源之一，國(guó)家對(duì)其實(shí)施保護(hù)性開采。規(guī)定禁止與外商合作、合資及外商獨(dú)資開采離子型稀土礦產(chǎn)；禁止個(gè)體（含聯(lián)戶）開采離子型稀土礦產(chǎn)；礦山產(chǎn)品開采總量實(shí)行指標(biāo)控制。
第一代提取工藝--"池浸工藝"榮獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)
1984年4月，有關(guān)單位在系統(tǒng)綜合十多年來(lái)圍繞新類型離子型稀土的發(fā)現(xiàn)、命名和第一代提取工藝（池浸工藝）發(fā)明等有關(guān)科技成果后，向國(guó)家呈報(bào)發(fā)明申報(bào)書 。隨后，根據(jù)上級(jí)要求，又將發(fā)明申報(bào)材料改為"離子吸附型稀土礦的發(fā)現(xiàn)及其洗提工藝"。1985年6月，國(guó)家向贛州有色冶金研究所、江西地質(zhì)局908隊(duì)、江西大學(xué)正式授予"江西稀土洗提工藝"國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。
至此，由于我國(guó)對(duì)"離子吸附型稀土礦"一系列的科技攻關(guān)和地質(zhì)勘探、評(píng)價(jià)工作的結(jié)果，使我國(guó)擁有了至今世界上仍然獨(dú)有的新型稀土資源礦種，尤其是擁有了大量的中、重稀土資源，足以與世界上任何國(guó)家相抗衡。因此，中國(guó)的新類型離子型稀土徹底地改寫了世界稀土礦產(chǎn)資源的歷史。
二、解開第一代提取工藝（池浸工藝）密碼
離子型稀土第一代提取工藝，可簡(jiǎn)述為"異地提取工藝"，或歸結(jié)為"池浸工藝"。其主要工藝過(guò)程為：表土剝離→開挖含礦山體、搬運(yùn)礦石→浸礦池→將按一定比例（濃度要求）配置的電解質(zhì)溶液作為"洗提劑"或"浸礦劑"，加入浸礦池，溶液對(duì)池中含"離子相"稀土礦石進(jìn)行"滲濾洗提"或"淋洗" →溶液中活潑離子與稀土離子交換，"離子相"稀土從含礦載體礦物中交換出來(lái)，成為新狀態(tài)稀土；加入"頂水"，獲含稀土母液；母液經(jīng)管道或輸液溝流入集液池或母液池，然后進(jìn)入沉淀池；浸礦后廢渣從浸礦池中清出，異地排放→在沉淀池中加入沉淀劑、除雜劑，使稀土母液中稀土除雜、沉淀，獲混合稀土；池中上清液經(jīng)處理后，返回浸礦池，作"洗提劑"循環(huán)使用→混合稀土經(jīng)灼燒，獲純度≥92%的混合稀土氧化物。由上可見(jiàn)，本工藝過(guò)程中的技術(shù)關(guān)鍵詞是："表土剝離"、"開挖含礦山體"、"礦石搬運(yùn)"、"浸礦池"、"洗提劑"、"異地滲濾洗提"、"離子交換"、"含稀土母液"、"尾砂異地排放"、"母液池"、"沉淀池"、"沉淀劑、除雜劑"、"沉淀、除雜"、"混合稀土"、"上清液返回"、"灼燒"、"REO≥92%混合稀土氧化物"。
"池浸工藝"與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比較，其第一、二、三道工序過(guò)程相似于礦產(chǎn)資源開采中傳統(tǒng)的采礦專業(yè)的各作業(yè)工序；第三、四、五道工序過(guò)程相似于傳統(tǒng)選礦專業(yè)和濕法冶金專業(yè)相結(jié)合的各作業(yè)工序；自第五道工序過(guò)程以后的各工序，屬于傳統(tǒng)濕法冶金專業(yè)的各作業(yè)工序。其中，第三道工序中的"浸礦池"，起著聯(lián)系傳統(tǒng)采礦、選礦專業(yè)作業(yè)的作用，類似于礦山選廠的"原礦侖"；而第五道工序中的"沉淀池"，卻起著聯(lián)系傳統(tǒng)選礦、濕法冶金專業(yè)作業(yè)的作用，類似于濕法冶金企業(yè)的"原料侖"。
由此，相似于傳統(tǒng)選礦專業(yè)的主要選別過(guò)程，是在"浸礦池"中完成，而且作為本工藝的中間制品，在此獲得含稀土的母液；而屬于傳統(tǒng)濕法冶金專業(yè)的典型濕法冶金過(guò)程，則主要在"沉淀池"中進(jìn)行，并由此獲得"稀土精礦"的初級(jí)產(chǎn)品--"混合稀土"；再經(jīng)灼燒處理后即可獲得"稀土精礦"終級(jí)產(chǎn)品--REO≥92%的混合稀土氧化物。
進(jìn)而言之，上述作業(yè)過(guò)程中，先后在三個(gè)典型的作業(yè)過(guò)程中，分別獲得了"中間制品"、"初級(jí)產(chǎn)品"和"終級(jí)產(chǎn)品"。亦即，在"浸礦池"中，通過(guò)離子交換，制得含稀土的母液；在"沉淀池"中，通過(guò)沉淀，制得混合稀土；在"灼燒"中，制得混合稀土氧化物。因此，為了確保離子型稀土的產(chǎn)品質(zhì)量，主要應(yīng)從這三個(gè)關(guān)鍵性作業(yè)過(guò)程中把好技術(shù)關(guān)。
在此工藝中，所獲得的"稀土精礦"產(chǎn)品，已不再是傳統(tǒng)概念中的"稀土精礦"礦產(chǎn)品，而是純度相對(duì)較高的"混合稀土氧化物"產(chǎn)品。嚴(yán)格地說(shuō)，離子型稀土礦山獲得的終級(jí)產(chǎn)品，已不再?gòu)膶儆?quot;礦產(chǎn)品"，而是濕法冶金范疇的產(chǎn)品。顯然，其產(chǎn)品檔次，比傳統(tǒng)礦山開采的產(chǎn)品，已大大地提高了一步。
以上工藝流程結(jié)構(gòu)，是稀土礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中一種嶄新的工藝。它徹底打破了稀土資源開發(fā)的傳統(tǒng)工藝，而將多種專業(yè)和工藝集于一體，在礦山就直接制得純度較高的混合稀土氧化物產(chǎn)品。應(yīng)用這種生產(chǎn)工藝，而生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，是此前稀土生產(chǎn)工藝難以達(dá)到的?？梢?jiàn)，以這種產(chǎn)品作為原料，對(duì)于稀土冶煉的進(jìn)一步深加工是十分有利的。
然而，世間任何事物往往都具有"兩重性"。離子型稀土擁有非常突出的優(yōu)勢(shì)的一面，同時(shí)又由于它的賦存特征和工藝特征，而決定了它不令人滿意的另一面。伴隨著"池浸工藝"工業(yè)化生產(chǎn)后，導(dǎo)致出現(xiàn)一些非常尖銳和突出的問(wèn)題：一是對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞大。由于離子型稀土廣泛賦存于地表淺層，展布面積大，再加上"池浸工藝"本身要求，該生產(chǎn)工藝實(shí)際上是一個(gè)"搬山運(yùn)動(dòng)"。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)一噸混合稀土氧化物，約需消耗1,201-2,001噸礦石，同時(shí)還將伴隨產(chǎn)生尾砂1,200-2,000噸，砂化面積約1畝。二是資源利用率低，資源浪費(fèi)大。為便于礦石的采、運(yùn)以及尾砂的排放，降低成本，節(jié)省投資，許多礦山的"浸礦池"建在山坡礦體的中下部，"浸礦池"以下的含礦礦體，被所建生產(chǎn)系統(tǒng)"壓礦"，尤其是如若被尾砂覆蓋后，則更難于開采。據(jù)資料，該工藝表內(nèi)資源利用率一般不達(dá)50%，低者僅25-30%左右。
面對(duì)以上存在的突出問(wèn)題，科技工作者在思索：如何既做到合理開發(fā)利用資源，又可維護(hù)生態(tài)環(huán)境，防止和避免大范圍的荒漠化，真正走出一條可持續(xù)發(fā)展之道路？或者說(shuō)，能否做到既安全有效地開采出稀土，又能避免大規(guī)模的"搬山運(yùn)動(dòng)"？于是，研究開發(fā)新的工藝代替舊的工藝，已刻不容緩。
三、解開第二代提取工藝（原地浸礦工藝）密碼
正是在上述背景下，離子型稀土資源的開發(fā)，通過(guò)長(zhǎng)期艱苦的努力，迎來(lái)了新一代的提取工藝--第二代提取工藝（原地浸礦工藝）。它像時(shí)代的寵兒，在嗷嗷哺叫中應(yīng)運(yùn)而生；它更是希望之光，在探索和追求中，不斷地完善和茁壯成長(zhǎng)。原地浸礦工藝以其獨(dú)特、鮮明的工藝特征，宣告于世人：第一代"池浸工藝"所存在的關(guān)健性缺陷，在新一代工藝中得以徹底地克服；離子型稀土資源的開發(fā)，進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)期。作為新一代工藝的主要發(fā)明單位--贛州有色冶金研究所的廣大科技人員，長(zhǎng)期以來(lái)，為此做出了不懈的努力，走過(guò)了一段既充滿荊棘、坎坷不平之道路，但又展示無(wú)限希望的艱難歷程：
"五五"計(jì)劃期間，時(shí)值20世紀(jì)70年代，贛州有色冶金研究所科技人員曾在離子礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)做過(guò)"嘗試性"的"原地浸礦"早期探索工作，但未獲有益結(jié)果。
"六五"期間，1983年，該所采礦研究室原主任張湘中高工，建議開展"原地浸礦工藝"研究，以解決"池浸工藝"中存在的突出問(wèn)題。
"六五"后期，1985年，該所在本單位所控項(xiàng)目計(jì)劃中立項(xiàng)，開展"原地浸礦探索試驗(yàn)研究"。以該所鄒圖義高工為首的試驗(yàn)組，在該所贛縣大埠稀土礦點(diǎn)，進(jìn)行了歷史上有真正意義的第一次有組織的"離子型稀土礦原地浸礦探索試驗(yàn)"。在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，人工切出一個(gè)直徑約4-5米的園柱形原生礦體，在園柱形原生礦體內(nèi)鉆鑿了5個(gè)注液孔，在柱體周圍的人工切槽中進(jìn)行收液。結(jié)果表明，原地浸礦技術(shù)方向設(shè)想的可能性存在，原地注液、原地浸出、原地收液的技術(shù)思路可以走通。試驗(yàn)表明，以原地浸礦方式進(jìn)行離子型稀土礦山的生產(chǎn)，可以獲得稀土，但當(dāng)時(shí)試驗(yàn)所獲數(shù)據(jù)不理想。
20世紀(jì)80年代中葉，該所采礦專業(yè)老前輩、采礦研究室主任工程師李伯仙 教授級(jí)高工，向江西省政協(xié)提出議案，為解決"池浸工藝"存在的問(wèn)題，建議有關(guān)部門立項(xiàng)，開展"原地浸礦新工藝"研究。該提案后被轉(zhuǎn)至省科技主管部門專門研究。
"七五"計(jì)劃期間，時(shí)于1986年，原江西省科委和原中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司，分別向該所下達(dá)"不搬山、無(wú)排尾、對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞輕微和污染小"的《離子型稀土礦就地浸取工藝探索試驗(yàn)》研究任務(wù)，該項(xiàng)研究課題被分別列入省、部級(jí)"七五"重點(diǎn)科技攻關(guān)任務(wù)。
任務(wù)舉步維艱，萬(wàn)事開頭難。希冀好的結(jié)果，須有好的技術(shù)方案作后盾。為此，科技人員努力探索各種技術(shù)方案。在經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料，比較和篩選各種技術(shù)措施，認(rèn)真做好前期技術(shù)方案準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，1986年6月6日，該所學(xué)術(shù)委員會(huì)正式地討論、審查了"離子型稀土礦就地浸礦工藝探索試驗(yàn)技術(shù)方案"。局限于當(dāng)時(shí)人們的知識(shí)與認(rèn)識(shí)，會(huì)議重點(diǎn)討論、審查了以下二個(gè)基本方案：一是噴頭布液（常壓）或鉆孔壓力法注液；孔導(dǎo)流，坑道自流或負(fù)壓集液回收。二是鉆孔壓力注液或噴頭常壓布液；旋噴（定噴）注漿封底堵漏；地面集液溝回收母液。
綜合比較兩大技術(shù)方案優(yōu)缺點(diǎn)后，產(chǎn)生出派生方案： 鉆孔壓力注液，坑道自流或負(fù)壓集液； 噴頭布液（常壓）或鉆孔壓力注液，鉆孔負(fù)壓收液。
以該所呂廣文高工為首的試驗(yàn)組，首次進(jìn)行了離子型稀土礦原地浸礦的一系列實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)。先后模擬了負(fù)壓和非負(fù)壓條件下的礦石滲透速度、浸出液回收狀況、浸出液中稀土濃度變化情況、負(fù)壓影響區(qū)域等，從中獲得一系列有益于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，模索了一批基本規(guī)律 。在此基礎(chǔ)上，于1986年下半年開始，在該所中試基地-龍南聯(lián)合試驗(yàn)廠，先后開展了二個(gè)幾百噸級(jí)礦塊的"就地浸礦工藝探索試驗(yàn)"。
1989年3月，有史以來(lái)第一份正規(guī)的離子型稀土原地浸礦試驗(yàn)研究報(bào)告--"離子型稀土礦就地浸取工藝探索試驗(yàn)報(bào)告"正式誕生。
該研究課題于1989年5月通過(guò)專家評(píng)議，給予高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為"本工藝具有不搬山、無(wú)排尾、對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞輕微和污染小等特點(diǎn)，具有重大的社會(huì)效益，為我國(guó)南方離子型稀土礦開采開辟了新的途徑"、"構(gòu)思新穎，具有獨(dú)創(chuàng)性，系國(guó)內(nèi)外首次進(jìn)行的離子型稀土礦原地浸取探索性試驗(yàn)"，建議上級(jí)"盡快組織工業(yè)試驗(yàn)" 。
期間，離子型稀土礦第二代提取工藝--"原地浸礦工藝"的原則工藝流程取得突破。尤其是作為該發(fā)明工藝的主體技術(shù)："以常壓和高壓注液"（溝槽常壓"自然滲浸"和壓力鉆孔"加壓滲浸"），和由邵億生教授級(jí)高工為主提出的"以負(fù)壓封底作為隔離層，同時(shí)以負(fù)壓孔兼作收液孔"（亦即"負(fù)壓封底"、"負(fù)壓收液"）的主體工藝技術(shù)基本形成，完成了突破性的探索工作。該工藝技術(shù)于1996年9月，獲得國(guó)家發(fā)明專利。
在上述探索試驗(yàn)取得重大進(jìn)展的基礎(chǔ)上，"八五"期間，1991年7月，原國(guó)家計(jì)委下達(dá)"八五"國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)任務(wù)，由贛州有色冶金研究所和長(zhǎng)沙礦冶研究院、長(zhǎng)沙礦山研究院共同承擔(dān)《離子型稀土礦原地浸礦新工藝研究》任務(wù)，由江西省計(jì)劃委員會(huì)組織實(shí)施。攻關(guān)要求：（1）礦石開采品位下降至平均工業(yè)品位以下；（2）稀土浸取率達(dá)70%；（3）成本低于或相當(dāng)于池浸成本。
以該所唐宗和教授級(jí)高工為首的科技攻關(guān)組，刻苦攻關(guān)，努力攀登，進(jìn)一步深化實(shí)驗(yàn)室研究，在室內(nèi)柱浸條件下，模索現(xiàn)場(chǎng)滲浸條件及其規(guī)律，并開展?jié)B透機(jī)理和計(jì)算機(jī)模擬研究。在此基礎(chǔ)上，于1993年4月至11月，在江西龍南縣稀土礦（高釔型稀土礦、裸腳式類型）,開展了第一個(gè)萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模離子型稀土礦原地浸礦工業(yè)試驗(yàn)，旗開得勝，首戰(zhàn)告捷：工業(yè)母液回收率83.5%，稀土浸出率92.26%，稀土浸取回收率76.95%，每噸混合稀土氧化物成本比"池浸工藝"下降1200元。接著,又于1994年4月至1995年元月,在江西尋烏縣稀土礦(低釔富銪型稀土礦、全復(fù)式類型),第二個(gè)萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模工業(yè)試驗(yàn)再獲成功：工業(yè)母液回收率81.5%,稀土浸出率88.30%,稀土浸取回收率71.33%,成本比"池浸工藝"略低。兩個(gè)萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模工業(yè)試驗(yàn)礦塊，各項(xiàng)指標(biāo)全面超過(guò)或達(dá)到攻關(guān)要求。
期間，在"七五"探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將原地浸礦工藝進(jìn)一步全面深化、系統(tǒng)化和初步工業(yè)化，形成一整套技術(shù)路線。并對(duì)"七五"探索試驗(yàn)的技術(shù)路線與技術(shù)方案作出如下重大改進(jìn)：
將"溝槽注液"和"鉆孔注液"演變成網(wǎng)井布液將"常壓注液"和"壓力注液"演變成"靜壓滲浸"；將"堅(jiān)硬底板松動(dòng)爆破"、"負(fù)壓封底"演變成"負(fù)壓封底"；將"人工負(fù)壓收液"演變成"人工負(fù)壓收液"和"利用礦體自然條件自流收液（以堅(jiān)硬底板作為隔水層）"相結(jié)合的"綜合收液"。從而，基本確立了網(wǎng)井布液靜壓滲浸、負(fù)壓封底、綜合收液"為核心內(nèi)容的離子型稀土礦原地浸礦工藝基本技術(shù)路線 。
須予指出，該課題中以鄧佐民和李先柏同志為主的科技人員，分別完成的《滲透機(jī)理研究》和《離子型稀土礦原地浸礦計(jì)算機(jī)模型研究》，從理論上深入探討了原地浸礦的機(jī)理，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，模擬了現(xiàn)場(chǎng)原地浸礦的有關(guān)技術(shù)參數(shù)和浸礦過(guò)程，從而將整個(gè)課題的理論水平和研究深度大大地提高了一步。以上新的技術(shù)改進(jìn)與突破，使整套工藝的技術(shù)含量得以大幅度地提高。
1996年1月，該課題在北京順利通過(guò)國(guó)家鑒定和驗(yàn)收。受原國(guó)家計(jì)委和原國(guó)家科委的委托，原江西省科委和原江西省計(jì)委分別組織鑒定委員會(huì)和驗(yàn)收委員會(huì)，對(duì)項(xiàng)目認(rèn)真地進(jìn)行了鑒定和驗(yàn)收。專家認(rèn)為："該工藝成熟可靠，可操作性強(qiáng)，為大面積推廣應(yīng)用提供了先進(jìn)技術(shù)"、"該工藝革除了池浸工藝剝、采、運(yùn)工序，不開挖山體，不破壞植被，無(wú)尾砂排放，對(duì)保護(hù)生態(tài)和環(huán)境具有重大意義"、"資源利用率比原工藝有了大幅度提高，達(dá)到70%以上，對(duì)保護(hù)資源具有重要意義"、"該工藝具有重大的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益"、"提出了原地浸礦工藝的地質(zhì)類型及相應(yīng)的原地浸礦技術(shù)方案"、"運(yùn)用滲透錐體理論實(shí)現(xiàn)了有效控制浸礦邊界"、"建立了原地浸礦工藝的計(jì)算機(jī)模型與軟件程序"、"為原地浸礦提供了理論依據(jù)"、"應(yīng)用不完整井滲流場(chǎng)理論，以網(wǎng)井布液靜壓滲浸、負(fù)壓封底、綜合收液為技術(shù)路線，解決了原地浸礦過(guò)程中布液和收液的技術(shù)關(guān)健"、"該成果具有國(guó)際領(lǐng)先水平"。
該課題的研究成功，標(biāo)志著我國(guó)在原地浸析采礦研究領(lǐng)域已跨入國(guó)際領(lǐng)先行列。
1996年11月12日，國(guó)家"八五"科技攻關(guān)表彰大會(huì)在人民大會(huì)堂隆重舉行。該項(xiàng)研究成果榮獲"八五"國(guó)家科技攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)，是國(guó)家"八五"科技攻關(guān)中"十大世界領(lǐng)先技術(shù)成果"之一。唐宗和教授級(jí)高工代表全體攻關(guān)單位和科技攻關(guān)人員，受到黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的接見(jiàn)。當(dāng)晚，中央電視臺(tái)在新聞聯(lián)播節(jié)目中，播出了該項(xiàng)研究成果。這是我國(guó)特有的離子型稀土礦，自1970年發(fā)現(xiàn)、命名和二代提取工藝發(fā)明以來(lái)，在經(jīng)歷25年保密管理之后，首次向國(guó)內(nèi)外的正式公開"亮相"。
1997年，《離子型稀土原地浸礦新工藝研究》又榮獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。至此，時(shí)隔十二年，離子型稀土的二代提取工藝--"池浸工藝"與"原地浸礦工藝"都先后分別獲得了國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)。
此后，在"九五"、"十五"期間，國(guó)家又先后下達(dá)一批科技攻關(guān)任務(wù)，以進(jìn)一步完善該工藝技術(shù)。后續(xù)的連續(xù)攻關(guān)，又先后取得一批重大的技術(shù)突破，例如以袁長(zhǎng)林、李建中教授級(jí)高工為首研究的密集導(dǎo)流孔收液技術(shù)、人造滲透隔離層技術(shù)、穩(wěn)壓注液裝置、高壓水力鉆孔裝置等等。
四、離子型稀土資源開發(fā)的二個(gè)"里程碑"
國(guó)家稀土領(lǐng)導(dǎo)小組專家組組長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士李東英教授，作為我國(guó)稀土發(fā)展歷史的見(jiàn)證人和參與我國(guó)稀土行業(yè)決策咨詢的主要專家，也與戰(zhàn)斗在第一線的廣大科技人員一樣，經(jīng)歷了離子型稀土資源開發(fā)的每一步發(fā)展過(guò)程。他將我國(guó)離子型稀土礦的發(fā)現(xiàn)，高度總結(jié)和概括為國(guó)內(nèi)外稀土發(fā)展歷史上 "具有里程碑意義的大事"；將離子型稀土的第一代提取工藝--"池浸工藝"，稱之為離子型稀土開發(fā)的"第一個(gè)里程碑"；而將離子型稀土的第二代提取工藝--"原地浸礦工藝"，稱贊為離子型稀土開發(fā)的"第二個(gè)里程碑"。
在經(jīng)歷幾個(gè)"五年計(jì)劃"和幾代人的艱苦努力后，特別是隨著1989年世界上首次離子型稀土礦原地浸礦探索試驗(yàn)的成功，1993年世界上首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)裸腳式離子型稀土礦--龍南類型高釔重稀土礦原地浸礦工業(yè)試驗(yàn)的首開成功，1995年世界上首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)全復(fù)式完全型離子型稀土礦--尋烏低釔富銪型輕稀土礦原地浸礦工業(yè)試驗(yàn)的繼開成功，1994年世界上第一個(gè)離子型稀土礦原地浸礦樣榜礦建成投產(chǎn)、取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益、1996年15.6萬(wàn)噸規(guī)模原地浸礦工藝擴(kuò)大的工業(yè)試驗(yàn)的成功，以及2001年3萬(wàn)噸級(jí)的"全復(fù)式稀土原地浸礦試驗(yàn)"的成功，直至2003年國(guó)家稀土產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目--尋烏河嶺2,000噸（REO）/年礦山原地浸礦和直接分離建設(shè)項(xiàng)目的開工建設(shè)，事實(shí)表明原地浸礦新工藝，已由試驗(yàn)研究進(jìn)入到大規(guī)模的工藝推廣應(yīng)用和新的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。與此同時(shí)，它還先后被列入國(guó)家重點(diǎn)科技成果推廣計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)環(huán)保推廣計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)計(jì)劃。這也充分表明離子型稀土資源開發(fā)的第二個(gè)里程碑--原地浸礦新工藝正造福于社會(huì)。迄今，該工藝已在南方諸省的許多離子礦得到推廣應(yīng)用。
二代不同的離子型稀土提取工藝，時(shí)空跨越六個(gè)五年計(jì)劃。那么，"原地浸礦工藝"的優(yōu)越性或競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)究竟體現(xiàn)在哪里？
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，兩個(gè)不同的提取工藝其共性在于：第一，工藝處理對(duì)象相同，都是針對(duì)離子型稀土礦；第二，稀土"滲浸"機(jī)制相同，都是通過(guò)浸礦液對(duì)礦石的"滲浸"，而將含礦礦物中的稀土離子交換出來(lái)；第三，所獲稀土母液的后處理工藝基本相同，都是通過(guò)對(duì)含稀土母液的除雜、沉淀、灼燒，最后制得混合稀土氧化物；第四、產(chǎn)品質(zhì)量基本相同，兩個(gè)不同的工藝都能獲得純度較高的產(chǎn)品。
但是，兩者之間的根本區(qū)別就在于：前者（池浸工藝）是對(duì)礦石實(shí)施"異地浸取"；后者（原地浸礦工藝）則是對(duì)礦體實(shí)施原位的"原地浸取"。"異地"與"原地"的"一字之差"，卻使其主體工藝差之毫厘，失之千里，有著天壤之別。并由此形成對(duì)生態(tài)環(huán)境影響、資源利用程度、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益之間的巨大反差。然而，欲從技術(shù)上徹底解決離子相稀土，在 "原地"的有效提取問(wèn)題，其難度可想而知，其歷程步履艱難。
與第一代工藝相比，原地浸礦工藝呈現(xiàn)出顯著的特點(diǎn)和優(yōu)越性：
第一，該技術(shù)集地質(zhì)、地下水動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、化學(xué)、采礦、選礦、濕法冶金、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、機(jī)械、自動(dòng)控制技術(shù)等科學(xué)技術(shù)于一體，在礦山能直接獲得質(zhì)量好的混合稀土氧化物產(chǎn)品，工藝簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、易于推廣。
第二，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響極小。該工藝不需開挖山體，不破壞地表植被，無(wú)工業(yè)固體廢渣排放，工業(yè)用水、余液進(jìn)入閉路循環(huán)。據(jù)資料，因各種工程的施工而造成對(duì)環(huán)境的輕微影響，只及第一代工藝的百分之幾。
第三，大幅度地提高資源利用率。原因有二：一是，不致于因?yàn)?quot;壓礦"，而對(duì)資源造成損失；二是，可將表外儲(chǔ)量和未計(jì)算之儲(chǔ)量一并浸出。一些礦區(qū)在采用原地浸礦工藝后，之所以出現(xiàn)稀土實(shí)際產(chǎn)量超出工業(yè)儲(chǔ)量的"異常"情況，究其根本原因，主要就是由于有效地回收了表外儲(chǔ)量或未計(jì)算儲(chǔ)量的礦量所致。據(jù)資料，第二代工藝資源利用率普遍達(dá)70%以上，高者已達(dá)78.9%，甚至更高，比第一代工藝提高20-45%。按已探明的離子型稀土儲(chǔ)量計(jì)，約可多回收27.3萬(wàn)噸稀土產(chǎn)品，折合人民幣109億元（按1995年不變價(jià)）。
第四，較大幅度地降低生產(chǎn)成本。據(jù)工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)，新工藝比老工藝單位成本可降低10-28%。據(jù)對(duì)某縣6個(gè)稀土礦三年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這6個(gè)礦以新工藝生產(chǎn)2000噸稀土，每噸混合稀土氧化物生產(chǎn)成本分別降低3,000-5,000元。
第五，大幅度地提高工藝技術(shù)水平，有利于組織規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。例如，應(yīng)用原地浸礦技術(shù)與理論，指導(dǎo)與規(guī)范礦山設(shè)計(jì)、施工與生產(chǎn)；應(yīng)用地下水滲流機(jī)理、地下滲流場(chǎng)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬分析，進(jìn)行網(wǎng)井布置設(shè)計(jì)、滲流場(chǎng)設(shè)計(jì)；進(jìn)行礦山設(shè)備配套與自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)施，等等。
第六，有利于國(guó)家對(duì)離子型稀土資源政策的宏觀決策和調(diào)控。國(guó)家可下決心徹底淘汰落后的第一代生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格第二代生產(chǎn)工藝的礦山準(zhǔn)入制度，嚴(yán)格產(chǎn)量分配（配額）制度，切實(shí)加強(qiáng)銷售渠道的管理，真正對(duì)保護(hù)性開采資源實(shí)行保護(hù)性開采。使寶貴的離子型稀土資源"細(xì)水長(zhǎng)流"，使之更有計(jì)劃地、長(zhǎng)久地、穩(wěn)定地為人類做出貢獻(xiàn)，發(fā)揮出其應(yīng)有的"價(jià)值"。
正是由于上述優(yōu)點(diǎn)，原地浸礦工藝問(wèn)世后，對(duì)于離子型稀土礦山的開采，保持了旺盛的生命力和強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
誠(chéng)然，盡管離子型稀土原地浸礦工藝，至今業(yè)已有效地解決了大多數(shù)離子型稀土礦的原地開采問(wèn)題。但是，對(duì)于少數(shù)復(fù)雜類型離子型稀土礦的原地開采，目前還存在一些問(wèn)題，其科技攻關(guān)工作仍在繼續(xù)進(jìn)行。我們深信，這些問(wèn)題定將在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)獲得解決。屆時(shí)，徹底淘汰落后工藝的產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，就有了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐保障體系。
采訪后記
丁嘉榆教授在采訪中多次提及，要記者提提那些為這一重大科技成果作出過(guò)突出貢獻(xiàn)的科技工作者。他說(shuō)："忘記就意謂著背叛"，"面對(duì)眾多的成績(jī)與榮譽(yù)，我們切不可忘記過(guò)去，不可忘記時(shí)間跨越七個(gè)五年計(jì)劃期間，幾代人的功績(jī)與付出；我們更不可忘記歷史，不能不尊重歷史，歷史是一步一個(gè)腳印走過(guò)來(lái)的。逝去的歲月，值得人們懷念和記憶。"
丁嘉榆教授對(duì)作出過(guò)重大貢獻(xiàn)的單位和科技工作者如數(shù)家珍，娓娓道來(lái)：
我們不能忘記：原國(guó)務(wù)院稀土辦、國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委、中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司、冶金工業(yè)部、江西省科委、計(jì)委、稀土辦、有色總公司南昌公司、江西省冶金工業(yè)廳等上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)專家，對(duì)離子型稀土資源的開發(fā)利用，尤其是原地浸礦工藝的研究，非常關(guān)心和重視，作出很大的努力。其中，國(guó)家稀土領(lǐng)導(dǎo)小組專家組組長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士李東英教授，原國(guó)家稀土領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室白潔主任、紅楓處長(zhǎng)，國(guó)家發(fā)改委稀土辦王彩風(fēng)處長(zhǎng)，原中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司科技局局長(zhǎng)、中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)鈕因健教授，國(guó)家稀土領(lǐng)導(dǎo)小組專家組專家劉余九教授、盧忠效教授、王國(guó)珍教授，原冶金工業(yè)部稀土辦主任劉愛(ài)生教授，原江西省稀土辦主任谷力軍，原江西省冶金工業(yè)廳孟慶江處長(zhǎng)，原江西省科委主任楊敦樸、高介福、張桂馨教授、萬(wàn)迪章處長(zhǎng)，原江西省計(jì)委付文儀付主任、羅時(shí)春處長(zhǎng)、何正剛付處長(zhǎng)、陳奮、王強(qiáng)同志，原中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司南昌公司雷元?jiǎng)滋庨L(zhǎng)、孟凡成副處長(zhǎng)，徐家驥、謝德珍、金中明同志等專家和同志，他們?yōu)槲覈?guó)離子型稀土資源的開發(fā)利用，尤其是為"原地浸礦工藝"的省、部級(jí)科技攻關(guān)，以至幾個(gè)五年計(jì)劃期間的國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)，從立項(xiàng)、試驗(yàn)研究、鑒定驗(yàn)收、工程化進(jìn)展、直至成果推廣應(yīng)用，都作出了很大的貢獻(xiàn)。
我們不能忘記：在第一線參與這一重大工程的包括贛州有色冶金研究所在內(nèi)的專家及科技工作者，其中有：楊悅、雷捷、陳啟仁、胡淙聲、崔國(guó)際、葉秀愛(ài)、賀倫燕、游宏亮、胡良樸、陳精一、鄒圖義、唐宗和、邵億生、呂廣文、冷和平、付華新、何維國(guó)、李先柏、肖可頌、鄧佐民、喻慶華、黎希明、顧慶和、李春、黃少炳、王迪贛、葉祥金、王孝君、湯洵忠、胡永和、廖正中、楊勇、楊偉彪、趙中波、邱光湖、袁長(zhǎng)林、李建中、李伯仙、張湘中、甘宗安、譚思明、李成全、武立群、袁源明等。
讓"原地浸礦工藝"科技之花，開放得更加鮮艷；讓離子型稀土為人類和社會(huì)進(jìn)步，做出更大貢獻(xiàn)！
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